[发明专利]三维水平井轨道确定方法及电子设备

说明书

本说明书公开了三维水平井轨道确定方法及电子设备，涉及石油天然气钻井技术领域，其中一种方法包括：在扭方位段的实际控制偏差角等于最大控制偏差角，并且实际造斜率等于最小造斜率的情况下，以当前井眼位置的井眼方向所在的平面为第二平面，在第二平面内确定第一调整段轨道，第一调整段轨道的起点为当前井眼位置，第一调整段轨道的终点位于第一平面与第二平面的相交线上，并且第一调整段轨道的终点为第一调整段轨道与第一平面的第一切点。该方法打破了现有技术仅在二维平面内确定钻井轨道的思维定势，根据这一方法所确定的轨道进行钻井施工后，实际的钻井轨迹与所确定的轨道更为接近。

技术领域

本申请涉及石油天然气钻井技术领域，特别涉及三维水平井轨道确定方法及电子设备。

背景技术

水平井是指轴线与地面的夹角为80°至90°的井段。在水平井的钻井过程中，通常是先从地面向地层深处钻垂直井，然后再从垂直井过渡到水平井。在从垂直井过渡到水平井的过程中，扭方位段需要采用造斜工具改变井眼方向。

现有的水平井轨道确定方法，例如最小曲率法、圆柱螺线法、自然参数法、斜面圆弧法等，假设扭方位段是一个空间圆弧段，这个空间圆弧上的每一点都处于同一空间平面中，并在该空间平面中确定扭方位段的轨道。

但是，现有轨道确定方法所确定的轨道通常与实际钻井得到的井眼轨迹差别较大。

发明内容

本申请实施方式的目的是提供三维水平井轨道确定方法及电子设备，以解决现有三维水平井轨道确定方法容易出错的问题。

为解决上述技术问题，本说明书第一方面提供一种三维水平井轨道确定方法，包括：获取扭方位段的最大控制偏差角和最小造斜率、当前井眼位置的实际控制偏差角和实际造斜率；所述实际控制偏差角为当前井眼位置的井眼方向与第一平面之间的夹角，其中第一平面为扭方位段起点之前的井眼轨迹所在的平面；在扭方位段的实际控制偏差角等于最大控制偏差角，并且实际造斜率等于最小造斜率的情况下，以当前井眼位置的井眼方向所在的平面为第二平面，在所述第二平面内确定第一调整段轨道，所述第一调整段轨道的起点为当前井眼位置，所述第一调整段轨道的终点位于所述第一平面与所述第二平面的相交线上，并且所述第一调整段轨道的终点为所述第一调整段轨道与所述第一平面的第一切点。

在一些实施例中，所述方法还包括：求解所述第一调整段轨道上各点的位置坐标；根据所述各点的位置坐标执行所述第一调整段轨道的钻井任务。

在一些实施例中，所述第一调整段轨道包括相切于第二切点的第一圆弧段轨道和第二圆弧段轨道，所述第一圆弧段轨道和所述第二圆弧段轨道的圆心分别位于轨道的两侧，所述第一圆弧段轨道的起点为所述第一调整段轨道的起点，所述第一圆弧段轨道的终点为所述第二切点；所述第二圆弧段轨道的起点为所述第二切点，所述第二圆弧段轨道的终点为所述第一调整段轨道的终点。

在一些实施例中，求解所述第一调整段轨道上各点的位置坐标，包括：以扭方位段的起点位置作为原点，建立XYZ空间坐标系；在所述空间坐标系下，确定所述第二平面与Z轴的交点；根据实际控制偏差角，计算下列两个线段之间的夹角：所述交点与当前井眼位置的连线、所述交点与第一调整段终点的连线；根据所述夹角，计算所述第一圆弧段轨道的狗腿角和所述第二圆弧段轨道的狗腿角；根据所述第一圆弧段轨道的狗腿角，计算扭方位段的起点在所述第二平面上的投影点至当前井眼位置之间的第一直线距离；根据所述第二圆弧段轨道的狗腿角，计算扭方位段的起点在所述第二平面上的投影点至所述第二切点之间的第二直线距离；根据所述第一直线距离和所述第二直线距离计算所述第二切点的位置坐标。